Applicazione corretta dell’ipossia a colture cellulari

Controllo di O2 nell’incubatore a CO2La simulazione di condizioni fisiologiche reali nell’incubatore a CO2 per la coltivazione in vitro di cellule animali richiede un elevato impegno in termini di tecnologia utilizzata. Ciò vale a maggior ragione per la ricerca con colture cellulari umane o di mammiferi. In questo articolo, imparerete di più in merito al ruolo decisivo per la crescita cellulare svolto dalla concentrazione di ossigeno.

Ipossia come acceleratore della crescita

La coltivazione in vitro di colture cellulari di mammiferi in un incubatore a CO2 pone elevati requisiti per quanto riguarda la tecnologia di laboratorio utilizzata. L'obiettivo è solitamente la simulazione delle condizioni fisiologiche reali. Queste sono fornite principalmente dal terreno di coltura e dal recipiente, sebbene anche all’incubatore spetti il controllo di quattro fattori importanti: la temperatura, la concentrazione di CO2, l’osmolarità e, infine, anche la pressione parziale dell'ossigeno.

Normossia come parametro per la crescita cellulare ottimale

Se come “ambiente di lavoro” si deve simulare l’organismo umano, anche il corretto apporto di ossigeno riveste un ruolo decisivo per il comportamento della cellula, solitamente riconoscibile dalla rapida proliferazione cellulare. Il livello normale di ossigeno in un individuo sano si chiama invece normossia. La normossia definisce una pressione parziale di O2 fisiologica nel tessuto cellulare. I risultati delle ricerche degli ultimi anni mostrano che la concentrazione di ossigeno nei diversi tipi di cellule del corpo umano varia notevolmente ed è spesso inferiore al 21%, livello considerato usuale nei laboratori (normossia).

Regolazione precisa della concentrazione di ossigeno

Il tessuto adiposo, ad esempio, presenta una concentrazione di ossigeno del 10-15% circa, mentre il midollo osseo ha una concentrazione di ossigeno del 6-7% circa.

Molti tipi di cellule crescono meglio con un ridotto contenuto di ossigeno. La scarsa concentrazione di ossigeno simula meglio le condizioni fisiologiche reali. Una concentrazione di ossigeno inferiore al valore normale (normossia) si chiama ipossia.

Applicazione di incubatori a CO2 per la coltivazione di colture cellulari

Per quanto riguarda la coltivazione in vitro di colture cellulari nell'incubatore a CO2, il termine ipossia non indica la ricerca sul quadro clinico della “ipossia”, se non in casi eccezionali: esso definisce invece la coltivazione cellulare in condizioni di ossigeno ridotto.

Il campo di applicazione è ampio: l’esempio più classico si riscontra nella ricerca sulle cellule staminali. Le condizioni ipossiche sono adatte anche per la ricerca sulle colture cellulari primarie ed embrionali. Si deve potere regolare liberamente l’apporto di ossigeno negli incubatori a CO2 utilizzati per questi scopi. Oltre al campo di applicazione dell'ipossia, ciò consente anche condizioni iperossiche (21-90 %) adatte all'indagine di tessuti sensibili come i polmoni o la retina.

Le condizioni iperossiche sono regolate peraltro dalla "Buona pratica di laboratorio" (BPL). Grazie alla nostra checklist scoprirete a cosa prestare attenzione per agire in conformità con gli standard BPL. Scaricatela gratis da qui!

L'abbassamento controllato del contenuto di ossigeno a un certo livello costante è un processo complesso che deve essere ripetuto dopo ogni apertura della camera. Gli incubatori a CO2 che sono in grado di fare ciò sono rari. Ogni apertura della camera di prova comporta anche il rischio di un aumento del pH del terreno di coltura e quindi di un'alcalosi delle colture cellulari, a causa di una rapida diminuzione del contenuto di CO2. Un buon incubatore garantisce quindi un tempo di recupero di CO2 rapido.

Incubatori a CO2 BINDER della serie CB per la coltivazione in condizioni di ipossia

Gli incubatori a CO2 BINDER della serie CB offrono condizioni di crescita ottimali per le colture cellulari e di tessuti, un controllo preciso delle concentrazioni di ossigeno mediante spostamento fino allo 0,2% in volume e una sterilizzazione ad aria calda a 180 °C controllata da programma. La serie CB BINDER è la gamma ideale per tutte le attività delicate da eseguire in incubatore. Grazie a una vasta gamma di opzioni e accessori e alle versioni adeguate alle necessità, questo incubatore affronta senza difficoltà anche approcci di coltivazione complessi o ambienti di crescita particolari in condizioni ipossiche. Qui è possibile trovare ulteriori nozioni sulle specifiche della serie CB.

La ricerca di base nel campo del rilevamento, della segnalazione e dell'adattamento dell'ipossia richiede concentrazioni di O2 stabili e riproducibili, tempi di recupero rapidi e un basso consumo di gas. Abbiamo riassunto nella nostra Buyer’s Guide all’incubatore a CO2 i fattori cui dovete prestare attenzione nella scelta di un incubatore a CO2.

Linee Guida per la valutazione dei co2 incubatori


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